本申请涉及光伏,具体而言,涉及一种钙钛矿电池的制作方法。
背景技术:
1、在钙钛矿电池的制作过程中,其中的一些功能层通过沉积工艺形成,比如空穴传输层、透明导电层等。物理气相沉积工艺是一种常见的沉积工艺,广泛应用在透明导电层等功能层结构的制作中。钙钛矿电池的一些功能层需要在有沟槽的基底上沉积,而采用物理气相沉积工艺制得的功能层对沟槽的填充效果较差,即难以对沟槽的内壁进行良好的包覆,这会对钙钛矿电池的性能产生负面影响。此外,以物理气相沉积工艺中的磁控溅射工艺为例,其使用了高能粒子轰击靶材,靶材表面的原子获得能量逸出表面后沉积到基底表面生成氧化物薄膜。然而高能粒子容易损伤基底,也会影响电池性能。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种钙钛矿电池的制作方法,该钙钛矿电池的制作方法能够使基底上的沟槽被良好填充,同时不易损伤基底,从而保证电池性能。
2、为了实现上述目的,本发明提供一种钙钛矿电池的制作方法,包括:
3、在基底上划刻沟槽;
4、采用原子层沉积工艺在基底上沉积第一子层,所述第一子层包覆所述沟槽的壁面;
5、采用物理气相沉积工艺或快速等离子体沉积工艺在第一子层上沉积第二子层,第一子层与第二子层共同形成功能层,功能层填充沟槽。
6、在可选的实施方式中,所述第一子层与所述第二子层的材质相同。
7、在可选的实施方式中,所述基底为光电转换层,所述功能层为透明导电层;沿逐渐远离或者逐渐靠近所述透明导电层的方向,所述光电转换层包括依次层叠设置的电子传输层、钙钛矿层和空穴传输层,所述沟槽贯穿所述电子传输层、所述钙钛矿层和所述空穴传输层。
8、在可选的实施方式中,所述第一子层的厚度为10~15nm,所述第二子层的厚度为5~10nm。
9、在可选的实施方式中,所述功能层的材质为氧化铟锡,采用原子层沉积工艺在所述基底上沉积第一子层的步骤,包括:
10、交替地使用气相铟前驱体和气相锡前驱体与氧化剂进行反应沉积,以得到交替层叠的氧化铟薄膜和氧化锡薄膜。
11、在可选的实施方式中,使用所述气相铟前驱体与氧化剂反应沉积所述氧化铟薄膜的步骤,包括:
12、将所述气相铟前驱体依次与第一氧化剂和第二氧化剂反应沉积得到所述氧化铟薄膜;
13、其中,所述第一氧化剂和所述第二氧化剂均不含臭氧。
14、在可选的实施方式中,所述第一氧化剂选自水、过氧化氢、氧气以及氧等离子体中的一种,所述第二氧化剂选自水、过氧化氢、氧气以及氧等离子体中的另一种。
15、在可选的实施方式中,使用所述气相锡前驱体与氧化剂反应沉积所述氧化锡薄膜的步骤,包括:
16、将气相锡前驱体与第三氧化剂反应沉积得到所述氧化锡薄膜;
17、其中,所述第三氧化剂选自水、过氧化氢、氧气、臭氧以及氧等离子体中的一种。
18、在可选的实施方式中,所述气相铟前驱体为环戊二烯铟,所述气相锡前驱体为四(二甲氨基)锡。
19、在可选的实施方式中,所述钙钛矿电池的制作方法还包括:
20、在所述功能层上沉积金属电极。
21、在可选的实施方式中,所述基底为导电玻璃,所述功能层为空穴传输层。
22、在可选的实施方式中,采用原子层沉积工艺在所述基底上沉积第一子层,采用物理气相沉积工艺或快速等离子体沉积工艺在所述第一子层上沉积第二子层的步骤,包括:
23、使用含镍前驱体与氧化剂进行反应沉积,以得到第一镍氧化物薄膜;
24、采用物理气相沉积工艺或快速等离子体沉积工艺在所述第一镍氧化物薄膜上沉积第二镍氧化物薄膜。
25、在可选的实施方式中,所述氧化剂选自水、臭氧以及氧等离子体中的至少一种;
26、和/或,所述含镍前驱体选自双(环戊二烯基)镍、二(甲基环戊二烯基)镍以及二(乙基环戊二烯基)镍中的至少一种。
27、在可选的实施方式中,沉积第一子层的反应温度为80~200℃,压力为0.2~10mbar。
28、在可选的实施方式中,所述物理气相沉积工艺包括磁控溅射工艺或者蒸镀工艺。
29、本申请实施例提供的钙钛矿电池的制作方法的有益效果如下:
30、本申请实施例提供的钙钛矿电池的制作方法包括在基底上划刻沟槽;采用原子层沉积工艺在基底上沉积第一子层,采用物理气相沉积工艺或快速等离子体沉积工艺在第一子层上沉积第二子层,第一子层与第二子层共同形成功能层,功能层填充沟槽。相较于现有的物理气相沉积工艺而言,采用原子层沉积工艺所形成的膜层具有更高的致密性,因此先沉积的高致密性的第一子层对于沟槽的阴角、阳角的包覆更加完整和均匀,从而使得最终沉积得到的功能层也能够良好地填充沟槽,保证功能层与基底的紧密结合。并且,原子层沉积工艺相对于物理气相沉积工艺(比如磁控溅射工艺)而言,反应温度更低,能量更小,不容易损伤基底。由于致密的第一子层覆盖了基底表面,因此后续采用物理气相沉积工艺或快速等离子体沉积工艺沉积第二子层时也不容易损伤基底。
31、本申请的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,所述第一子层与所述第二子层的材质相同。
3.根据权利要求2所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,所述基底为光电转换层,所述功能层为透明导电层;沿逐渐远离或者逐渐靠近所述透明导电层的方向,所述光电转换层包括依次层叠设置的电子传输层、钙钛矿层和空穴传输层,所述沟槽贯穿所述电子传输层、所述钙钛矿层和所述空穴传输层。
4.根据权利要求3所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,所述第一子层的厚度为10~15nm,所述第二子层的厚度为5~10nm。
5.根据权利要求3所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,所述功能层的材质为氧化铟锡,采用原子层沉积工艺在所述基底上沉积第一子层的步骤,包括:
6.根据权利要求5所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,使用所述气相铟前驱体与氧化剂反应沉积所述氧化铟薄膜的步骤,包括:
7.根据权利要求6所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,所述第一氧化剂选自水、过氧化氢、氧气以及氧等离子体中的一种,所述第二氧化剂选自水、过氧化氢、氧气以及氧等离子体中的另一种。
8.根据权利要求5所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,使用所述气相锡前驱体与氧化剂反应沉积所述氧化锡薄膜的步骤,包括:
9.根据权利要求5所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,所述气相铟前驱体为环戊二烯铟,所述气相锡前驱体为四(二甲氨基)锡。
10.根据权利要求3所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,所述钙钛矿电池的制作方法还包括:
11.根据权利要求2或3所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,所述基底为导电玻璃,所述功能层为空穴传输层。
12.根据权利要求11所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,采用原子层沉积工艺在所述基底上沉积第一子层,采用物理气相沉积工艺或快速等离子体沉积工艺在所述第一子层上沉积第二子层的步骤,包括:
13.根据权利要求12所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,所述氧化剂选自水、臭氧以及氧等离子体中的至少一种;
14.根据权利要求1至10、12-13中任一项所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,沉积所述第一子层的反应温度为80~200℃,压力为0.2~10mbar。
15.根据权利要求1至10、12-13中任一项所述的钙钛矿电池的制作方法,其特征在于,所述物理气相沉积工艺包括磁控溅射工艺或者蒸镀工艺。
